專利名稱：用于加熱、通風和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自配置控制器的制作方法
背景技術：
本申請涉及加熱、通風和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中的各種單元向中央控制器報告關于單元的特性。這樣，向控制器提供了關于若干單元中每一個的信息，并且控制器可確定涵蓋若干單元的各個特性的控制策略，并確保它們有效地協(xié)作。加熱、通風和空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)變得越來越復雜。作為一個實例，這類系統(tǒng)通常包括可能是爐或加熱器/風扇盤管的室內(nèi)單元。另外，也提供可能是空氣調(diào)節(jié)器或熱泵的室外單元。大多數(shù)單元包括溫度調(diào)節(jié)器。更高級的系統(tǒng)可包括用于若干區(qū)域的分開的區(qū)域控制器、通風機、增濕器、空氣凈化器等。若干不同單元中的每個可具有數(shù)種可用規(guī)格(容量、氣流、范圍、區(qū)域范圍等)。作為實例，爐通常進入幾種容量范圍，如空氣調(diào)節(jié)器那樣。在某個規(guī)格內(nèi)，可能還存在幾種類型，例如高效率、中等效率等。對于諸如區(qū)域控制器、通風機、增濕器、空氣凈化器等的其它單元中的每一個，存在若干選項。為了提供有效的系統(tǒng)控制，安裝者必須將控制器配置成了解特定系統(tǒng)中安裝的其它單元的特性。作為一個實例，爐的具體規(guī)格或容量可能影響通風機、增濕器等的控制。這只是交互的一個實例，本領域的技術人員會知道，單元中的每一個會具有與其它單元的若干等級的交互。安裝者用于配置的方法可采取幾種不同的形式。作為一個實例，安裝者可能需要在中央控制器中設置開關、跳線或軟件標志。通常，這種配置必須對于系統(tǒng)中的幾種不同單元來進行。這種配置可能要求安裝者在系統(tǒng)的所有方面經(jīng)過充分的培訓。適當配置中的差錯可能導致低效控制，包括顧客不滿意、不正常工作、低效工作、甚至設備故障。隨著HVAC系統(tǒng)變得更為復雜并且執(zhí)行更高級的功能，配置的復雜度只會增加。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的系統(tǒng)是自配置的，因為多個單元都配備了向中央控制器報告單元的具體特性的電子控制器。中央控制器接受若干單元中的每個的特性，并且具有它可用的基于已經(jīng)報告的若干單元的組合的最佳操作策略。
在本發(fā)明的所公開實施例中，主要單元中的每一個配備了與中央控制器進行通信的微處理器控制器。中央控制器優(yōu)選地位于溫度調(diào)節(jié)器內(nèi)。
中央控制器優(yōu)選地配備控制算法，以便根據(jù)各單元的特性來控制若干單元的相互關聯(lián)操作。因此，一旦最初組裝了系統(tǒng)，若干單元中的每一個向中央控制器傳遞其各自的特性。中央控制器則能夠根據(jù)若干單元如何最好地與其它單元結合進行工作以有效方式來控制單元中的每個。一旦已經(jīng)確定單元的特性，所使用的控制器是已知的。本發(fā)明擴展到規(guī)格、類型等信息被提供給中央控制器的方式。關于配置的問題被消除，因為“配置”是在裝配時進行的。
通過以下說明和附圖，將會最佳地理解本發(fā)明的這些及其它特征，以下是簡介。
附圖簡介

圖1A是建筑物HVAC系統(tǒng)的示意圖。
圖1B說明可能提供的信息的類型的實例。
圖1C說明一個示例顯示器。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
圖3說明一種最優(yōu)選的示意安排。
優(yōu)選實施例的詳細說明 圖1A示意說明結合了溫度調(diào)節(jié)器22的HVAC系統(tǒng)20。如圖所示，溫度調(diào)節(jié)器22結合了作為系統(tǒng)20的中央控制器的微處理器23。微處理器23具有對存儲器24的可用訪問權。室內(nèi)加熱單元26可能是爐或者加熱器和風扇，并且還配備了微處理器28?？赡苁强諝庹{(diào)節(jié)器或熱泵的室外單元30也配備了微處理器32。
表示為通風裝置34的輔助裝置具有其自己的微處理器36。各種區(qū)域控制器38具有同樣示意表示的微處理器40。連接套件、如遠程接入模塊42具有微處理器44。遠程接入模塊通常是到互聯(lián)網(wǎng)連接的無線鏈路，它允許用戶從遠程位置監(jiān)測或改變溫度條件。這是一個示例系統(tǒng)，并且本發(fā)明擴展到具有更少單元的系統(tǒng)以及具有更多單元的系統(tǒng)。
如圖所示，單元26、30、34、38和42中的每個與微處理器23進行通信。與若干單元關聯(lián)的微處理器28、32、36、40和44控制每個獨立單元的操作。微處理器28、32、36、40和44接收來自微處理器23的指令。微處理器23發(fā)送指令以便通過溫度調(diào)節(jié)器達到用戶所請求的溫度等。
此外，根據(jù)本發(fā)明，微處理器28、32、36、40和44可用于向微處理器23提供特性信息。具體來說，單元26、30、34、38和42中的每個達到可選規(guī)格、容量等。它們各自的微處理器能夠?qū)⑿畔鬟f給溫度調(diào)節(jié)器22上的微處理器23，以便對具體安裝的單元26、30、34、38和42的具體特性進行報告。
與具體報告單元關聯(lián)的微處理器(28、32、36、40和44)中的每個已經(jīng)存儲了與單元(26、30、34、38和42)的具體特性關聯(lián)的信息，并且可區(qū)分報告單元的可用類型。作為一個實例，如果存在若干可用的室內(nèi)單元，則室內(nèi)單元26的微處理器28中所存儲的特性信息將攜帶表示具體特性的某個代碼。微處理器23被提供信息，使得來自室內(nèi)單元26的報告信息將讓微處理器23知道具體特性是什么。
特性信息優(yōu)選地在制造設備時在工廠中編程到每個單元的微處理器中。工廠將配置信息編程的一種優(yōu)選方法是通過工廠運行測試計算機進行的，它可識別所測試的確切型號。然后，工廠運行測試計算機可將型號特定信息或者特性信息以數(shù)字方式下載到單元的電子控制器中。或者，某種配置信息可通過跳線、開關或型號插頭進行工廠設置。
當最初安裝系統(tǒng)時，微處理器23配備了關于單元26、30、34、38和42中的每個的這種特性信息。如果單元曾經(jīng)變更，則替換單元將需要報告其特性信息。因此，報告優(yōu)選地至少定期進行。
如圖2所示，本發(fā)明中的初始步驟是把單元連接到一起。然后，單元全部向微處理器23報告。微處理器23則可訪問存儲器24，以便確定若干單元如何最佳地相互結合來控制，從而取得最佳結果。存儲器24中的信息可用實驗方法或者以本領域的技術人員已知的其它方法來確定。本領域的技術人員會知道，若干單元中的每個如何根據(jù)單元中每個的特性最佳地相互結合來使用，或者可以如何確定這類最佳操行算法。
例如圖1A所示，在存儲器24中是室內(nèi)單元、室外單元和通風機的多個可用選項。這里所示的由字母表的字母表示的類型的各種組合被存儲，并且與那個優(yōu)選類型組合的單元的操作所用的算法相關聯(lián)。一旦微處理器23被提供室內(nèi)單元、室外單元和通風裝置的類型的信息，它可為特定組合標識和利用適當控制器。所示存儲器過于簡化，因為存在例如圖1A所示的其它單元，這些單元也具有存儲器中的選項。信息的類型的實例以及單元的示例類型的一部分如圖1B所示。因此，作為一個實例，爐可經(jīng)過編程，以便報告關于它的諸如型號、序列號、爐規(guī)格、氣流范圍和壓力常數(shù)之類的特性的信息。同樣，雖然圖表示出許多其它單元以及特性信息的類型，但是列表用作示范而不是限制。
在安裝時，所標識的特性以某種方式向安裝者顯示。一種示例顯示器如圖1C所示。溫度調(diào)節(jié)器22上的顯示器優(yōu)選地向安裝者報告已經(jīng)成功地從應當已經(jīng)報告的單元中每個接收到報告信息。安裝者則可確保正確的安裝以及已經(jīng)正確報告了特性信息。
雖然各種單元表示為直接向微處理器23報告，但實際上，最優(yōu)選的是，它們通過串行總線連接進行通信，例如與本申請同一日期提交的并且署上相同發(fā)明人的標題為“通信HVAC系統(tǒng)”的共同未決美國專利申請序號＿＿中所公開的那樣。
如圖3所示，優(yōu)選安排包括提供微處理器23與28之間的控制通信總線的控制線。室外單元30中的微處理器32優(yōu)選地通過室內(nèi)單元微處理器28與微處理器23進行通信。此外，輔助微處理器、如通風單元中的微處理器36還可通過室內(nèi)單元微處理器28與微處理器23進行通信。同樣，在上述共同未決專利申請中更詳細地公開了本發(fā)明的這個方面，以及連接的詳細情況通過引用結合于本文中。
又如圖1B所示，報告單元中的每個可從各種接入單元傳送信息，以便向微處理器23報告。若干實例在“標識的現(xiàn)場安裝配件”欄中標出。一個實例是電熱器的容量可由與風扇盤管關聯(lián)的微處理器28報告。電熱器可向微處理器28報告其容量，例如在＿＿提交的標題為“電熱器容量的標識”的美國專利申請序列號＿＿中所公開的那樣。電熱器的容量則包含在微處理器28傳遞給微處理器23的特性中。同樣，配件信息的其它實例在圖1B中舉例說明，但不是用來進行限制。
已存儲的控制算法可能是本領域已知的。如上所述，在先有技術中，當最初配置系統(tǒng)時，安裝者設置標志、開關等，它們指示控制器要挑選哪一個算法。本發(fā)明針對向控制器提供信息，而無需安裝者執(zhí)行這些步驟。
雖然已經(jīng)公開微處理器控制器，但是其它類型的適當控制器也可用來執(zhí)行本發(fā)明。
雖然已經(jīng)公開本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，但是本領域的普通技術人員會知道，某些修改會落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。為此，應當研究以下權利要求，以便確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
權利要求
1.一種用于HVAC系統(tǒng)的控制器，包括用于從多個HVAC單元中的每個接收信息的中央控制器，所述中央控制器可用于接收關于多個HVAC單元的特性的信息，以及訪問與向控制器報告的多個HVAC單元的特性的具體組合關聯(lián)的控制算法的存儲器，以及所述中央控制器可用來控制多個HVAC單元。
2.如權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述中央控制器包括微處理器控制器。
3.如權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述中央控制器在溫度調(diào)節(jié)器中。
4.如權利要求1所述的控制器，其特征在于，被訪問以提供控制算法的所述存儲器存儲用于報告HVAC單元的多個組合的控制算法，以及所述中央控制器可用于選擇在所述存儲器中與來自多個HVAC單元的報告特性的具體安排關聯(lián)的具體控制算法。
5.如權利要求1所述的控制器，其特征在于，關于所述多個報告HVAC單元的特性的所述信息通過單個數(shù)據(jù)總線到達所述中央控制器。
6.如權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述特性信息包括關于所述多個HVAC單元的規(guī)格的信息。
7.一種HVAC系統(tǒng)，包括室內(nèi)單元，具有可用于向中央控制器傳遞所述室內(nèi)單元的特性信息的控制器；以及與所述室內(nèi)單元進行通信的所述中央控制器，所述中央控制器接收來自所述室內(nèi)單元的所述特性信息，并且根據(jù)所述報告的特性信息為所述室內(nèi)單元確定最佳控制策略。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括室外單元，所述室外單元具有可用于向所述中央控制器傳遞所述室外單元的特性信息的控制器。
9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制器安裝在不同于所述室內(nèi)和室外單元的單元上。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制器安裝在溫度調(diào)節(jié)器中。
11.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制器還接收來自輔助設備的特性信息。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制器接收來自通風裝置的特性信息。
13.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，分區(qū)控制器向所述中央控制器提供特性信息。
14.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器接收來自連接套件的特性信息。
15.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制器接收所述特性信息，并且訪問其中根據(jù)室內(nèi)和室外單元的具體組合存儲各種控制算法的已存儲存儲器，以及所述中央控制器根據(jù)所述室內(nèi)和室外單元的所傳遞的特性信息來采用所述相關聯(lián)的最佳控制算法。
16.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，來自所述室內(nèi)和所述室外單元的所述特性信息通過單個數(shù)據(jù)總線到達所述中央控制器。
17.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述特性信息包括關于所述多個HVAC單元的規(guī)格的信息。
18.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個輔助組件安裝到所述室內(nèi)和室外單元中的至少一個，而用于所述室內(nèi)和室外單元其中之一的所述控制器標識所述輔助組件的特性，以及向所述中央控制器報告所述輔助組件的所述已標識特性。
19.一種操作HVAC系統(tǒng)的方法，包括以下步驟(1)提供至少包括室內(nèi)單元和室外單元的HVAC系統(tǒng)中的多個單元以及中央控制器，所述室內(nèi)和室外單元具有來自多個可用類型的室內(nèi)和室外單元的特性的具體集合；(2)將所存儲的特性信息從所述室內(nèi)和室外單元傳遞給所述中央控制器；以及(3)在所述中央控制器中關聯(lián)所述報告特性信息，以便標識所述報告室內(nèi)和室外單元的具體組合，并根據(jù)所述室內(nèi)和室外單元的所述具體組合來訪問最佳控制算法。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，輔助單元還向所述中央控制器提供特性信息，并且用來在所述中央控制器上確定最佳控制算法。
全文摘要
一種用于自配置復雜HVAC系統(tǒng)的系統(tǒng)為若干單元中的每個配備微處理器控制器。若干單元均可用于各種可選樣式、規(guī)格等。微處理器向具體單元的具體特性的中央控制器提供信息。因此，當最初組裝HVAC系統(tǒng)時，與各個單元關聯(lián)的微處理器向控制器報告這些特性。然后，控制器確定各個單元的每個的特性，并訪問用于具體HVAC系統(tǒng)中的各個單元的組合的控制策略。
文檔編號F24F11/00GK1906472SQ200580001931
公開日2007年1月31日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權日2004年1月7日
發(fā)明者R·K·夏, J·D·瑞安 申請人:開利公司